土建施工中深基坑支护施工技术创新与发展探析

引言

在城市化进程推动下，土建工程逐渐向 “高空、地下” 双向拓展，深基坑工程已成为高层建筑、地下管廊、轨道交通等项目的关键环节。深基坑支护需承受基坑侧壁土压力、水压力及周边建筑荷载，其技术水平直接决定基坑开挖期间的安全稳定性，若支护结构失稳，易引发基坑坍塌、周边地面沉降、地下管线破损等事故，造成经济损失与安全风险。

一、深基坑支护施工技术的核心创新方向

1.1 材料创新

推广玻璃纤维增强塑料、碳纤维复合材料等新型材料，替代传统钢材用于支护构件。此类材料具有高强度、低密度、耐腐蚀性强的特点，在软土地区或地下水位较高的基坑中，可减少钢材腐蚀导致的支护失效风险。研发并应用自修复混凝土用于排桩、地下连续墙等支护结构，通过在混凝土中掺入微生物菌剂、胶囊型修复剂等成分，当支护结构出现微裂缝时，修复剂自动释放并发生化学反应，填充裂缝并恢复结构强度。替代传统砂石、水泥类填充材料，采用建筑垃圾再生骨料、工业固废改性材料等环保填料，用于基坑回填或支护结构辅助填充。例如将废弃混凝土破碎加工为再生骨料，用于土钉墙背后的填充层，既减少建筑垃圾处置压力，又降低天然砂石开采需求，契合土建工程绿色施工理念。

1.2 结构创新

突破传统单一支护形式局限，根据基坑深度、地质条件与周边环境，设计 “排桩 + 锚索 + 止水帷幕”“土钉墙 + 微型桩 + 高压旋喷桩” 等组合体系。例如在软土地区深基坑中，采用 “地下连续墙 + 内支撑 + 降水系统” 组合结构。

研发模块化支护构件，实现 “工厂预制、现场拼装” 的施工模式。例如模块化钢板桩采用标准化接口设计，工厂预制完成后运至现场，通过机械快速拼接形成支护墙体，减少现场焊接、浇筑等湿作业，缩短施工周期。引入自适应理念，设计可随地质变形动态调整的支护结构。例如在基坑侧壁设置可伸缩锚杆，通过传感器监测基坑变形数据，当变形超过预警值时，锚杆自动伸缩调节拉力，平衡土压力变化。

1.3 工艺创新

将逆作法与支护施工深度融合，改变传统先支护后开挖的顺序，采用开挖与支护同步进行的模式。如在高层建筑深基坑中，先施工地下连续墙作为支护结构，再利用地下结构楼板作为内支撑，随开挖深度逐层施工楼板与支撑，实现开挖一层、支护一层，减少基坑暴露时间，降低变形风险。机械化精准施工工艺，推广大型专用机械与精准控制技术，提升支护施工精度。例如采用液压抓斗成槽机施工地下连续墙，通过自动垂直度监测系统实时调整成槽精度，确保墙体垂直度偏差控制在规范限值内，避免因墙体倾斜导致的受力不均。智能化监测与施工协同工艺，引入智能化技术，实现支护施工与监测的实时协同。

二、深基坑支护施工技术的实践应用优化策略

2.1 基于复杂场景的支护技术适配优化

在软土地区，优先选用刚度大、抗变形能力强的支护体系，同时配套降水或排水系统，控制地下水位，减少软土孔隙水压力导致的变形；在岩溶地质中，先通过地质雷达探测溶洞分布，采用注浆填充溶洞后再施工支护结构，避免支护结构因溶洞塌陷失去支撑。敏感周边环境适配，在临近既有建筑、文物古迹的基坑中，采用低扰动支护技术，减少开挖与支护施工对周边地基的扰动。特殊工程规模适配，对超深基坑，采用多道内支撑 + 分段开挖技术，每道支撑控制开挖深度，避免基坑过深导致的侧壁失稳。

2.2 施工过程质量与安全管控优化

关键工序质量把控，针对支护施工中的关键工序制定专项管控措施，成孔阶段检查钻孔深度、角度与垂直度，采用测绳、测斜仪实时核验，避免孔位偏差影响支护受力。动态风险预警管控，建立深基坑支护施工动态风险预警机制，结合实时监测数据与施工进度，划分风险等级：一级风险立即暂停施工，启动应急方案；二级风险加强监测频率，调整施工参数。环境影响管控，在城市中心或居民区的深基坑施工中，优化支护工艺以减少环境影响：采用低噪声机械施工，避免夜间作业；对施工扬尘采用雾炮、防尘网等措施控制；对基坑降水产生的地下水，经沉淀处理后回用至施工用水，减少水资源浪费。

2.3 成本与效益平衡优化

技术选型的成本适配，根据工程预算与安全要求，选择 “性价比最优” 的支护技术：对地质条件简单、周边环境宽松的项目，优先选用土钉墙、钢板桩等低成本技术；对复杂场景项目，采用组合支护体系时，优化构件规格与材料选型，例如在满足受力要求的前提下，选用经济型钢材替代高强度钢材，减少成本支出。

施工效率提升降本，通过工艺创新缩短施工周期，降低管理与人工成本：采用机械化、模块化施工，减少现场作业人员数量与作业时长；通过智能化监测与协同工艺，减少返工与整改次数；合理规划施工顺序，将支护施工与基坑开挖、地下结构施工衔接，避免工序脱节导致的工期延误，间接降低成本。

三、深基坑支护施工技术的未来发展趋势

3.1 绿色低碳方向

随着 “双碳” 目标推进，深基坑支护技术将向绿色低碳转型：一方面，进一步推广环保材料应用，如生物降解型支护填充材料、低碳水泥基复合材料，减少材料生产与使用过程中的碳排放；另一方面，优化施工工艺的低碳性，如推广电动化施工机械替代燃油机械，减少施工阶段能耗与排放；同时加强支护构件的循环利用，建立模块化构件的租赁、回收、翻新体系，降低资源消耗，实现深基坑工程与生态环境的协调发展。

3.2 智能融合方向

智能化技术将与深基坑支护深度融合，实现全流程数字化管控：通过 BIM 技术构建基坑支护数字模型，模拟支护结构受力与施工过程，提前预判可能出现的问题；结合数字孪生技术，将现场监测数据与数字模型实时联动，动态展示基坑变形、支护应力等状态，辅助管理人员精准决策；引入人工智能算法，通过分析历史工程数据，优化支护技术选型与施工参数，实现 “数据驱动” 的支护方案设计，进一步提升技术应用的精准性与效率。

3.3 标准化体系方向

当前深基坑支护技术创新呈现多元化趋势，亟需建立完善的标准化体系：一方面，制定新型支护材料、结构、工艺的技术标准，明确材料性能指标、结构设计参数、施工质量要求，避免技术应用的随意性；另一方面，构建支护技术评价体系，从安全性、经济性、环境适应性等维度建立评价指标，为不同场景下的技术选型提供依据；同时加强行业培训与技术推广，确保创新技术按标准规范应用，避免因操作不当导致的质量安全问题。

结语

深基坑支护施工技术的创新与发展，是土建工程应对地下空间开发挑战的核心路径。通过材料、结构、工艺层面的技术创新，可突破传统技术局限，提升支护体系的安全性、适应性与经济性；结合复杂场景的实践优化策略，能确保创新技术高效落地，解决工程实际问题；而绿色低碳、智能融合、标准化体系的未来发展方向，将进一步推动深基坑支护技术向高质量、可持续方向迈进。

参考文献

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